光弾性

隠れた力を見る(No.100)

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隠れた力を見る 隠れた力を見る

実験監修:名古屋市科学館学芸員 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

実験の説明

どうしてなのかな

透明なプラスチック製品を偏光板で挟んで観察すると、虹色のしま模様に色づいて見えることがあります。偏光板やプラスチック製品を回転させたり見る位置を変えたりすると、色づき方が変化します。透明なプラスチックなのにどうして虹色に色づくのでしょうか?

そうかなるほど

方解石という鉱物を通して文字を見ると、文字が二重に見えます(左の写真)。光に対する性質に方向性があるような物質に光が入射すると、屈折光は二つの方向に分かれて進みます。方解石はこの性質(複屈折)が大きい鉱物なのです。複屈折は原子や分子が一定の方向に並んでいるような物質で見られますが、プラスチックのように分子が不規則に絡み合っている物質でも、分子が一定の方向に並ぶとこの性質が現われます。複屈折を起こす物質を薄くして3枚の偏光板に挟んで観察すると、二つの方向に分かれた屈折光が干渉し合ってさまざまな色彩の干渉色がます。透明なプラスチック製品でも、形を作る時などに加わった力で分子が一定方向に並ぶと、同じように色づきます。また、2枚の偏光板に挟んだ透明なプラスチックに力を加えると、分子の並び方が変わることで屈折率がわずかに変化し、干渉色も変化します。この現象を光弾性といい、力の加わり方を観察する方法として利用されています。

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